JP2013016263A - 燃料電池、その駆動システム及び燃料電池組み立てキット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固体高分子電解質膜部材32と、第1シート状電極部材35と、シート状部材と、該シート状部材の表面に前記シート状部材とは異なる材質で形成された凸部とを有する酸化剤ガス極用セパレータ部材20と、酸化剤ガス極用プレート部材10と、第2シート状電極部材36と、シート状部材と、該シート状部材の表面に前記シート状部材とは異なる材質で形成された凸部とを有する燃料ガス極用セパレータ部材40と、第2シート状電極部材36に導入される燃料ガスをシールする燃料ガス極用ガスケット部材41と、燃料ガス極用プレート部材50と、固体高分子電解質膜部材32等によってセルを構成するように、酸化剤ガス極用プレート部材10と燃料ガス極用プレート部材50との間にそれらを挟持させるネジ締め組立部材60とを有する燃料電池1。
【選択図】図1
Description
実施例1では、酸化剤ガスとして空気を用い、燃料ガスとして水素を10cc/minの流速で導入した燃料電池を用いた。燃料電池の構成物品である空気極用プレート、空気極用セパレータ、空気極用シート状電極、固体高分子電解質膜、水素極用シート状電極、水素極用セパレータ、水素極用ガスケット及び水素極用プレートは、各々図3に〜図9に記載の形状を有する。
実施例1において空気極用セパレータ及び空気極用セパレータに導電性膜を形成していないことを除き、実施例1と同様の燃料電池を比較例1の燃料電池とした。すなわち、水素極用プレート及び水素極用セパレータは母材が露出していることになる。図15(b)に示すように、導電性膜が形成されていない水素極用セパレータの凹凸の深さは最大で5μmであった。
実施例1において、水素極用ガスケットの代わりに、Oリングを水素ガスの導入側と排気側に配置して水素ガス流路をシールしたことを除き、実施例1と同様の燃料電池を比較例2の燃料電池とした。
実施例1において、水素極用ガスケットの代わりにOリングを用いて水素ガス流路をシールし、空気極用セパレータ及び空気極用セパレータには導電性膜を形成していないことを除き、実施例1と同様の燃料電池を比較例3の燃料電池とした。
・実施例1と同じ部品数 :○
・実施例1より部品数が多い:△
・実施例1と同じ部品数 :○
・実施例1より部品数が多い:△
・該当箇所の個数が0個 :◎
・該当箇所の個数が1〜5個 :○
・該当箇所の個数が5〜10個:△
・該当箇所の個数が10個以上:×
・実施例1の電圧値 :○
・実施例1の電圧値より10%以上劣化した電圧値:△
Claims (8)
- 固体高分子電解質膜部材と、
固体高分子電解質膜部材の一方の面の上に配置された第1シート状電極部材と、
前記第1シート状電極部材の上に配置され、シート状部材と、該シート状部材の表面に前記シート状部材とは異なる材質で形成された凸部とを有する酸化剤ガス極用セパレータ部材と、
前記酸化剤ガス極用セパレータ部材の上に配置された酸化剤ガス極用プレート部材と、
前記固体高分子電解質膜部材の他方の面の下に配置された第2シート状電極部材と、
前記第2シート状電極部材の下に配置され、シート状部材と、該シート状部材の表面に前記シート状部材とは異なる材質で形成された凸部とを有する燃料ガス極用セパレータ部材と、
前記燃料ガス極用セパレータ部材の下に配置され、前記第2シート状電極部材に導入される燃料ガスをシールする燃料ガス極用ガスケット部材と、
前記燃料ガス極用ガスケット部材の下に配置された燃料ガス極用プレート部材と、
前記固体高分子電解質膜部材、前記第1シート状電極部材、前記第2シート状電極部材、前記酸化剤ガス極用セパレータ部材、前記燃料ガス極用セパレータ部材及び前記燃料ガス極用ガスケット部材によってセルを構成するように、前記酸化剤ガス極用プレート部材と前記燃料ガス極用プレート部材との間にそれらを挟持させるネジ締め組立部材と
を有する燃料電池。 - 請求項1に記載の燃料電池において、
前記第1シート状電極部材及び前記第2シート状電極部材は、拡散層付き電極部材及び該拡散層付き電極部材が配置される電極用開口を有するガスケット部材からなり、
前記酸化剤ガス極用セパレータ部材及び前記燃料ガス極用セパレータ部材は、前記電極用開口を有するガスケット部材側の面に前記凸部を有する燃料電池。 - 請求項1又は2に記載の燃料電池において、
前記燃料ガス極用プレート部材には、一方の面から他方の面に前記燃料ガスを供給する第1燃料ガス流路と、供給された前記燃料ガスを排出する第2燃料ガス流路とが、前記一方の面から突出して設けられ、
前記燃料ガス極用ガスケット部材には、前記第1燃料ガス流路に対応する位置にあって、前記燃料ガス極用プレート部材と接する面から前記燃料ガス極用セパレータ部材と接する面に貫通する第3燃料ガス流路と、前記第2燃料ガス流路に対応する位置にあって、前記燃料ガス極用プレート部材と接する面から前記燃料ガス極用セパレータ部材と接する面に貫通する第4燃料ガス流路とが設けられ、
前記燃料ガス極用セパレータ部材には、前記第3燃料ガス流路に対応する位置にあって、前記燃料ガス極用ガスケット部材と接する面から前記第2シート状電極部材と接する面に貫通する第5燃料ガス流路と、前記第4燃料ガス流路に対応する位置にあって、前記燃料ガス極用ガスケット部材と接する面から前記第2シート状電極部材と接する面に貫通する第6燃料ガス流路とが設けられるとともに、前記第2シート状電極部材と接する面には前記第5燃料ガス流路から供給される前記燃料ガスを前記第2シート状電極部材の表面に沿って流し、前記第6燃料ガス流路に排出させる溝である燃料ガス分散路が形成され、
前記第1燃料ガス流路と前記第3燃料ガス流路との接続部分、前記第3燃料ガス流路と前記第5燃料ガス流路との接続部分、前記第2燃料ガス流路と前記第4燃料ガス流路との接続部分、及び前記第4燃料ガス流路と前記第6燃料ガス流路との接続部分は、前記燃料ガス極用ガスケット部材でシールされている燃料電池。 - 請求項3に記載の燃料電池において、
前記燃料ガス極用セパレータ部材は、前記第2シート状電極部材と接する面であって、前記燃料ガス分散路が形成されていない部分に前記凸部を有する燃料電池。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の燃料電池において、
前記酸化剤ガス極用セパレータ部材及び前記燃料ガス極用セパレータ部材に形成された前記凸部はエンボス加工により形成される燃料電池。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃料電池の燃料ガス供給ラインに、燃料ガスを加湿するとともに燃料ガスの気流を検知する気流検知器を配置した燃料電池駆動システム。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃料電池を構成する部材を有する燃料電池組み立てキット。
- 請求項7に記載の組み立てキットにおいて、
更に、前記燃料電池の燃料ガス供給ラインに、燃料ガスを加湿するとともに燃料ガスの気流を検知する気流検知器を有する燃料電池組み立てキット。
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